Советы от специалистов Trion Technology
-
Чистый алюминий, сам по себе, легко травится в плазме хлора Cl2. Тем не менее, естественный оксидный слой покрывает все алюминиевые пленки. Чистый хлор Cl2 не травит данный оксид, поэтому добавляется BCl3 для увеличения количества распыляемого вещества и выведения кислорода из слоя оксида алюминия.
-
В большинстве современных интегральных схем алюминий сплавляется с небольшим количеством (от 0,5% до 2%) кремния и меди. Медь, в частности, трудно травить с помощью реактивного ионно-плазменного травления (RIE), поэтому BCl3 также полезен для увеличения количества физических распылений, которые удаляют медь.
- Как правило, сам по себе алюминий удаляется очень быстро, но полное удаление остатков другого металла требует более длительного травления. Разнообразные жидкостные травители также могут быть использованы для удаления металлизации, но химические вещества будут входить в переходные отверстия и изотропно подтравливать следующую нижнюю металлическую линию.
|
|
Газы травления |
Активные частицы |
Побочный продукт |
|---|---|---|---|
|
Алюминий |
Трихлорид бора (BCl3) Хлор (Cl2) |
Свободный хлор |
AlCl3 |
- Важно, чтобы травление алюминия происходило в отдельном реакторе (или тщательно вычищенным) нежели реактор, используемый для травления кремниевых соединений. Причина заключается в том, что реактивы «отравляют» друг друга. Фторсодержащие полимерные остатки оксида травления реагируют с алюминием с образованием фторида алюминия на поверхности металла, который является инертным по отношению к травящему хлору.
- Побочный продукт от травления алюминия – хлорид алюминия - образует порошок фторида алюминия при воздействии фторированной плазмы: данный порошок затем оседает и загрязняет поверхность образца. Другим важным фактором в алюминиевом травлении является загрязнение материала влагой. По этой причине, а также из соображений безопасности, настоятельно рекомендуют пользоваться вакуумной загрузочной камерой.
- Очевидно, что травление алюминия является одним из самых сложных процессов. Тем не менее, если все сделано правильно, могут быть получены отличные результаты. Хорошим стартовым рецептом для наиболее равномерного, но изотропного травления алюминия является:
| Параметр |
Значение |
Комментарий |
|---|---|---|
|
Давление |
180 мТорр |
Наилучшее давление для хорошей однородности |
|
Мощность RIE |
200 Вт |
Высокая скорость травления, но необходимо удалить естественный оксид |
|
Расход BCl3 |
30 мл/мин |
|
|
Расход Cl2 |
10 мл/мин |
Слишком большой расход может привести к подтравливанию |
|
Скорость травления |
0.5 мкм/мин |
|
* Примечание: снижение давления до 30 мТорр даст анизотропное травление.
Травление алюминия на оборудовании Trion Technology
На фото представлена модель Trion Phantom Minilock с газовой обвязкой
Оборудование Trion Technology хорошо поддерживает процессы травления алюминия. В частности, данный процесс может быть осуществлен с помощью моделей Trion Minilock или Trion Oracle с вакуумным загрузочным шлюзом.
Вакуумный загрузочный шлюз требуется для обеспечения безопасности, так как для процессов используются небезопасные газы. В данном случае, как уже было сказано выше, при травлении использовались газы BCl3 и Cl2.
В камере было установлено низкое давление - ниже 10 мТорр, поэтому для данного процесса требуется комплектация с турбомолекулярным насосом большой мощности. Источник ICP (Inductively Coupled Plasma – индуктивно-связанная плазма) не требуется для данного вида травления. Однако технология ICP может значительно расширить возможности Вашего прибора.
Часто для данного процесса используют электростатический прижимной столик с гелиевым охлаждением(опция e-chuck). Данная опция необходима в том случае, если при травлении используется фоторезист в качестве маске по алюминию. Скорость травления составила до 2000 A в мин.
Ниже на СЭМ-изображении представлены результаты травления алюминия.
